本實用新型涉及開關電源電路領域，特別是涉及一種開關電源及其交調補償電路。

背景技術：

開關電源由于其效率高、體積小、重量輕、精度高的優(yōu)勢得到快速的普及和廣泛的應用。而隨著功率半導體電子器件高速發(fā)展，電源理論研究不斷深入，各種拓撲在各類產品的應用日益成熟，各類產品的出貨量也越來越大，而這時候由于器件批量生產不一致性而導致的不良越來越普遍。

開關電源中的變壓器是極其關鍵的器件。多繞組變壓器在大批量生產時漏感參數(shù)差異很大，會影響電源各個繞組電壓的交調性能。當有繞組負載很重，有繞組負載較輕時，會出現(xiàn)帶輕負載的繞組電壓浮高現(xiàn)象，且浮高的程度和繞組間漏感大小有很大的關系。開關電源在帶有大負載時，電壓的大幅波動會影響其內部半導體的電應力，直接導致開關電源出現(xiàn)故障。

技術實現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對上述問題，提供一種可降低開關電源故障率的開關電源及其交調補償電路。

一種開關電源的交調補償電路，包括采樣電路、限流電阻和控制開關，所述采樣電路包括輸入端、輸出端和采樣端，

所述采樣電路的輸入端連接開關電源的輸出電路，所述采樣電路的采樣端連接所述控制開關的控制端，所述采樣電路的輸出端接地；所述控制開關的輸入端通過所述限流電阻連接所述采樣電路的輸入端，所述控制開關的輸出端連接所述開關電源的反饋電路；

其中，輸出電路連接開關電源的變壓器的次級輸出線圈，對次級輸出線圈輸出的電壓進行整流濾波得到輸出電壓；反饋電路連接變壓器的次級反饋線圈和開關電源的控制電路，在次級反饋線圈輸出的電壓大于電壓閾值時發(fā)送反饋信號至控制電路；控制電路根據(jù)接收的反饋信號輸出占空比可調的PWM信號至開關電源的開關電路，控制開關電路的導通和關斷，從而控制變壓器的通斷狀態(tài)；

所述采樣電路對所述輸出電路的輸出電壓進行采樣，得到采樣電壓輸送至所述控制開關的控制端，所述控制開關在所述采樣電壓高于導通閾值時導通，輸出電壓至所述反饋電路，使所述反饋電路發(fā)送反饋信號至所述開關電源的控制電路。

一種開關電源，包括交流整流濾波電路、變壓器、輸出電路、反饋電路、控制電路和開關電路，還包括上述交調補償電路，所述變壓器包括初級線圈、次級輸出線圈和次級反饋線圈，

所述初級線圈一端連接所述交流整流濾波電路，另一端連接所述開關電路的輸入端；所述輸出電路連接所述采樣電路的輸入端和所述次級輸出線圈，所述反饋電路連接所述控制開關的輸出端、所述次級反饋線圈以及所述控制電路；所述控制電路連接所述開關電路的控制端，所述開關電路的輸出端接地。

上述開關電源及其交調補償電路，采樣電路對輸出電路的輸出電壓進行采樣得到采樣電壓，控制開關在采樣電壓高于導通閾值時導通，輸出電壓至反饋電路，使反饋電路發(fā)送反饋信號至開關電源的控制電路，從而減小控制電路輸出的PWM信號的占空比，降低輸出電路的輸出電壓。當變壓器的次級反饋線圈帶負載過大導致輸出電路的輸出電壓浮高時，可及時控制反饋電路發(fā)送反饋信號進行電壓調節(jié)，避免輸出電壓大幅波動，降低了開關電源的故障率。

附圖說明

圖1為一實施例中開關電源的交調補償電路的結構圖；

圖2為一實施例中開關電源的電路原理圖。

具體實施方式

在一個實施例中的開關電源的交調補償電路，如圖1所示，包括采樣電路110、限流電阻R3和控制開關Q2，采樣電路110包括輸入端、輸出端和采樣端。

采樣電路110的輸入端連接開關電源的輸出電路220，采樣電路110的采樣端連接控制開關Q2的控制端，采樣電路110的輸出端接地?？刂崎_關Q2的輸入端通過限流電阻R3連接采樣電路110的輸入端，控制開關Q2的輸出端連接開關電源的反饋電路230。

其中，輸出電路220連接開關電源的變壓器的次級輸出線圈，對次級輸出線圈輸出的電壓進行整流濾波得到輸出電壓。反饋電路230連接變壓器的次級反饋線圈和開關電源的控制電路，在次級反饋線圈輸出的電壓大于電壓閾值時發(fā)送反饋信號至控制電路；控制電路根據(jù)接收的反饋信號輸出占空比可調的PWM信號至開關電源的開關電路，控制開關電路的導通和關斷，從而控制變壓器的通斷狀態(tài)，實現(xiàn)電壓的穩(wěn)定輸出。

采樣電路110對輸出電路220的輸出電壓進行采樣，得到采樣電壓輸送至控制開關Q2的控制端，控制開關Q2在采樣電壓高于導通閾值時導通，輸出電壓至反饋電路230，使反饋電路230發(fā)送反饋信號至開關電源的控制電路。導通閾值的具體取值可調，限流電阻R3用于調整補償?shù)某潭取?/p>

當變壓器的次級反饋線圈帶負載過大導致輸出電路220的輸出電壓浮高時，若次級反饋線圈輸出的電壓未達到電壓閾值，反饋電路230不會發(fā)送反饋信號至控制電路。通過采樣電路110對輸出電路220的輸出電壓進行采樣，控制開關Q2在采樣電壓高于導通閾值時導通，輸出電壓至反饋電路230，使反饋電路230發(fā)送反饋信號至開關電源的控制電路，從而減小控制電路輸出的PWM信號的占空比，降低輸出電路220的輸出電壓。

本實施例中，控制開關Q2為NPN型三極管。NPN型三極管的基極B作為控制開關Q2的控制端，連接采樣電路110的采樣端，NPN型三極管的集電極C作為控制開關Q2的輸入端，通過限流電阻R3連接采樣電路110的輸入端，NPN型三極管的發(fā)射極E作為控制開關Q2的輸出端，連接反饋電路230。可以理解，在其他實施例中，控制開關Q2也可采用N溝道MOS管或其他開關管。

上述開關電源的調補償電路，采樣電路110對輸出電路220的輸出電壓進行采樣得到采樣電壓，控制開關Q2在采樣電壓高于導通閾值時導通，輸出電壓至反饋電路230，使反饋電路230發(fā)送反饋信號至開關電源的控制電路，從而減小控制電路輸出的PWM信號的占空比，降低輸出電路220的輸出電壓。當變壓器的次級反饋線圈帶負載過大導致輸出電路220的輸出電壓浮高時，可及時控制反饋電路230發(fā)送反饋信號進行電壓調節(jié)，避免輸出電壓大幅波動，降低了開關電源的故障率。

在一個實施例中，繼續(xù)參照圖1，采樣電路110包括第一采樣電阻R1和第二采樣電阻R2，第一采樣電阻R1和第二采樣電阻R2串聯(lián)，且公共端作為采樣電路110的采樣端，與控制開關Q2連接。第一采樣電阻R1的另一端作為采樣電路110的輸入端，與輸出電路220連接。第二采樣電阻R2的另一端作為采樣電路110的輸出端接地?？赏ㄟ^調節(jié)第一采樣電阻R1和第二采樣電阻R2的阻值以調整需要補償?shù)碾妷褐怠？梢岳斫?，采樣電?10的具體結構并不唯一。

在一個實施例中的開關電源，如圖2所示，包括交流整流濾波電路210、變壓器T1、輸出電路220、反饋電路230、控制電路240、開關電路250和交調補償電路100，變壓器T1包括初級線圈T1a、次級輸出線圈T1b和次級反饋線圈T1c。

初級線圈T1a一端連接交流整流濾波電路210，另一端連接開關電路250的輸入端。輸出電路220連接采樣電路110的輸入端和次級輸出線圈T1b，反饋電路230連接控制開關Q2的輸出端、次級反饋線圈T1c以及控制電路240?？刂齐娐?40連接開關電路250的控制端，開關電路250的輸出端接地。

交流整流濾波電路210對接入的交流電進行整流濾波，得到直流電壓并輸出至變壓器T1的初級線圈T1a，變壓器T1對直流電壓進行降壓。輸出電路220對次級輸出線圈T1b輸出的電壓進行整流濾波得到輸出電壓。反饋電路230在檢測到次級反饋線圈T1c輸出的電壓大于電壓閾值時，輸出反饋信號至控制電路240?？刂齐娐?40根據(jù)反饋信號輸出占空比可調的PWM信號至開關電路250，控制開關電路250的導通和關斷，從而控制變壓器T1的通斷狀態(tài)，達到輸出穩(wěn)壓的目的。

當變壓器T1的次級反饋線圈T1c帶負載過大導致輸出電路220的輸出電壓浮高時，采樣電路110對輸出電路220的輸出電壓進行采樣，控制開關Q2在采樣電壓高于導通閾值時導通，輸出電壓至反饋電路230，使反饋電路230發(fā)送反饋信號至控制電路240，從而減小控制電路240輸出的PWM信號的占空比，降低輸出電路220的輸出電壓。

上述開關電源，當變壓器T1的次級反饋線圈T1c帶負載過大導致輸出電路220的輸出電壓浮高時，可及時控制反饋電路230發(fā)送反饋信號至控制電路240進行電壓調節(jié)，避免輸出電壓大幅波動，降低了開關電源的故障率。

在一個實施例中，如圖2所示，交流整流濾波電路210包括整流橋BR1和第一濾波電容C1，整流橋BR1的輸出端連接初級線圈T1a，第一濾波電容C1一端連接整流橋BR1的輸出端，另一端接地。通過整流橋BR1對接入的交流電整流后，再經第一濾波電容C1濾波得到直流電輸送至初級線圈T1a。

本實施例中，整流橋BR1由4個二極管組成，整流橋BR1的輸入端口2和輸入端口3接入交流電，整流橋BR1的輸出端口1作為整流橋BR1的輸出端，連接初級線圈T1a，整流橋BR1的輸出端口4接地?？梢岳斫?，交流整流濾波電路210的具體結構并不唯一。

在一個實施例中，如圖2所示，輸出電路220包括第一二極管D1和第二濾波電容C2，第一二極管D1的陽極連接次級輸出線圈T1b，第一二極管D1的陰極連接采樣電路110的輸入端，第二濾波電容C2一端連接第一二極管D1的陰極，另一端接地。通過第一二極管D1對次級輸出線圈T1b輸出的電壓進行整流，并通過第二濾波電容C2對整流后的電壓進行濾波得到輸出電壓。可以理解，輸出電路220的具體結構并不唯一。

在一個實施例中，如圖2所示，反饋電路230包括光耦OC1、開關U2、第三采樣電阻R4和第四采樣電阻R5，光耦OC1包括發(fā)射部和接收部。本實施例中，開關U2具體可采用TL431芯片。

開關U2的輸入端通過光耦OC1的發(fā)射部連接次級反饋線圈T1c，開關U2的輸出端接地。第三采樣電阻R4和第四采樣電阻R5串聯(lián)，且公共端連接開關U2的控制端以及控制開關Q2的輸出端，第三采樣電阻R4另一端連接次級反饋線圈T1c，第四采樣電阻R5另一端接地；光耦OC1的接收部一端連接控制電路240，另一端接地?？梢岳斫?，反饋電路230的具體結構并不唯一。

第三采樣電阻R4和第四采樣電阻R5對次級反饋線圈T1c輸出的電壓進行采樣，可通過調節(jié)第三采樣電阻R4和第四采樣電阻R5的阻值調整開關U2的導通閾值。當開關U2導通時，光耦OC1的發(fā)射部發(fā)光，光耦OC1的接收部在發(fā)光部發(fā)光時導通，發(fā)送反饋信號至控制電路240。

本實施例中，控制開關Q2的導通閾值由第一采樣電阻R1、第二采樣電阻R2、第三采樣電阻R4和第四采樣電阻R5共同決定?？梢岳斫猓鶕?jù)反饋電路230的結構不同，控制開關Q2導通的具體形式也可不同。例如，在其他實施例中，也可設置控制開關Q2的導通閾值為固定值。

此外，反饋電路230還可包括R6、電阻R7、電阻R8、電容C4和電容C5。光耦OC1的發(fā)射部通過電阻R6連接次級反饋線圈T1c，電阻R7和電容C4串聯(lián)，且公共端連接光耦OC1的發(fā)射部與開關U2的公共端，電阻R7另一端連接光耦OC1的發(fā)射部與電阻R6的公共端，電容C4另一端連接第三采樣電阻R4和第四采樣電阻R5的公共端。電阻R8和電容C5串聯(lián)，電阻R8另一端連接光耦OC1的發(fā)射部與開關U2的公共端，電容C5另一端連接第三采樣電阻R4和第四采樣電阻R5的公共端。

在一個實施例中，控制電路240包括控制器U1、電阻Rs1和電容Cs1。控制器U1的端口COMP連接光耦OC1的接收部，在光耦OC1的接收部導通時接地?？刂破鱑1的端口FB和端口GND接地，端口GATE連接開關電路250，端口CS通過電阻Rs1連接開關電路250，端口VCC用于接入供電電壓。本實施例中，控制器U1在端口COMP接地時接收到反饋信號，減小由端口GATE輸送至開關電路250的PWM信號的占空比?？梢岳斫猓刂齐娐?40的具體結構并不唯一。

在一個實施例中，開關電路250包括開關管Q1和電阻R9，開關管Q1的輸入端連接初級線圈T1a，開關管Q1的控制端連接控制電路240，具體連接控制器U1的端口GATE，開關管Q1的輸出端連接控制電路240，具體連接電阻Rs1，開關管Q1的輸出端通過電阻R9接地。開關管Q1根據(jù)接收的PWM信號進行關閉和導通操作，從而控制輸出電路220的輸出電壓恒定?？梢岳斫?，開關電路250的具體結構并不唯一。

本實施例中，開關管Q1為N溝道MOS管，柵極G作為開關管Q1的控制端，漏極D作為開關管Q1的輸入端，源極S作為開關管Q1的輸出端?？梢岳斫?，在其他實施例中，開關管Q1也可以是NPN型三極管或其他開關管。

在一個實施例中，開關電源還包括濾波電路260，反饋電路230通過濾波電路260連接次級反饋線圈T1c。濾波電路260對次級反饋線圈T1c輸出的電壓進行整流濾波后輸出至反饋電路230。

具體地，濾波電路260包括第二二極管D2和第三濾波電容C3，第二二極管D2的陽極連接次級反饋線圈T1c，第二二極管D2的陰極連接反饋電路230，第三濾波電容C3一端連接第二二極管D2的陰極，另一端接地。通過第二二極管D2對次級反饋線圈T1c輸出的電壓進行整流，并通過第三濾波電容C3對整流后的電壓進行濾波后輸出至反饋電路230?？梢岳斫猓瑸V波電路260的具體結構并不唯一。

在一個實施例中，開關電源還包括供電電路270，變壓器T1還包括自饋線圈T1d，供電電路270連接自饋線圈T1d和控制電路240。供電電路270接收自饋線圈T1d輸出的電壓，并為控制電路240提供工作電壓。

具體地，供電電路270包括第三二極管D3和第四電容C6。第三二極管D3的陽極連接自饋線圈T1d，第三二極管D3的陰極連接控制電路240，具體連接控制器U1的端口VCC，第四電容C6一端連接第三二極管D3的陰極，另一端接地。通過第三二極管D3對自饋線圈T1d輸出的電壓進行整流，并通過第四電容C6對整流后的電壓進行濾波后輸出至控制器U1，為控制器U1提供工作電壓?？梢岳斫?，供電電路270的具體結構并不唯一。

此外，供電電路270還可包括電阻R10，電阻R10一端用于接入電源，另一端連接控制電路240，具體連接控制器U1的端口VCC。還能通過電阻R10接入外部電源對控制器U1提供工作電壓，提高了供電便利性。

以上所述實施例的各技術特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特征的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。